В настоящее время отходы ламинированного картона являются важной проблемой, и переработка ламинированного картона — техническая сложная процедура, которая применяется менее активно, чем обычные методы, из-за дороговизны оборудования, сложности технологического процесса и недостатка оборудования и исследований в данной области.
Ключевые слова: ламинированный картон, переработка, волокна, целлюлоза, загрязнения, контаминация, невыгодность, сортировка, сбор.
Сurrently, laminated cardboard waste is an important problem and the processing of laminated cardboard is a technically complex procedure that is used less actively than conventional methods due to the high cost of equipment, the complexity of the technological process and the lack of equipment and research in this area.
Keywords: laminated cardboard, recycling, fibers, cellulose, pollution, contamination, disadvantage, sorting, collection.
В 2024 году переработка ламинированного картона остается вызовом в области управления отходами. Современные подходы и технологии переработки отходов ламинированного картона развиваются, однако ряд проблем все еще сохраняется, они усложняют процесс и снижают его эффективность. [1]
Многослойная структура : Ламинированный картон часто состоит из нескольких слоев различных материалов (картон, пластик, алюминий и т. д.), которые сложно разделить. Это требует сложных и дорогостоящих процессов для их отделения.
Контаминация : Ламинированный картон часто используется для упаковки продуктов питания и других товаров, что приводит к его загрязнению остатками пищи и другими веществами. Это усложняет переработку и может снизить качество вторичного сырья.
Отсутствие эффективных технологий переработки : Существующие технологии переработки ламинированного картона не всегда могут обеспечить полное разделение материалов или достаточный выход вторичного сырья. Необходимы инновационные решения и улучшения в технологиях переработки. Данный пункт является самым важным и на него в будущем будут направлены усилия, так как отходов такого типа с каждым днем становится все больше, и утилизация является экономически не выгодной. Существуют методы, такие как гидропульпирование, но они не всегда эффективны для всех типов ламинированных материалов. [8]
Экономическая невыгодность : Из-за сложности переработки и необходимости в специализированном оборудовании переработка ламинированного картона может быть экономически невыгодной. Часто оказывается дешевле производить новые материалы, чем перерабатывать старые.
Ограниченный рынок для вторичного сырья : Даже если удается успешно переработать ламинированный картон, рынок для полученных вторичных материалов может быть ограниченным. Это может быть связано с низким качеством вторичного сырья или отсутствием спроса.
Проблемы с сортировкой и сбором : Эффективная переработка требует правильного сортировки отходов, что на практике часто не происходит. Ламинированный картон может смешиваться с другими видами отходов, что усложняет процесс его переработки.
В последние годы наблюдается прогресс в технологиях переработки, таких как механическое и химическое разделение слоев ламинированного картона. Например, технологии гидропульпирования и использование растворителей для разделения слоев становятся более эффективными, но еще не получили широкого распространения. [3]
Гидропульпирование (или гидропульпация) — это процесс переработки бумажных и картонных отходов, который включает использование воды для разрушения и размягчения материалов с целью их дальнейшего разделения и переработки. Этот метод часто применяется для обработки смешанных бумажных отходов, включая ламинированный картон.
Описание процесса гидропульпирования
Сбор и сортировка :
Собираются и сортируются бумажные и картонные отходы. Сортировка может включать отделение ламинированного картона от других видов отходов.
Подготовка сырья :
Ламинированный картон измельчается до более мелких фрагментов для облегчения дальнейшего процесса гидропульпирования.
Гидропульпирование :
Измельченные фрагменты помещаются в большой бак (пульпер), где смешиваются с водой. Внутри пульпера находятся лопасти или другие механизмы, которые создают турбулентное движение воды, разбивая картон на волокна и отделяя слои. [9, 10]
Разделение материалов :
В процессе гидропульпирования слои бумаги, пластика и алюминия (если присутствуют) начинают отделяться друг от друга. Бумажные волокна диспергируются в воде, создавая пульпу, в то время как пластиковые и алюминиевые компоненты остаются целыми и могут быть удалены через фильтрацию или другие механические процессы.
Очистка и фильтрация :
Полученная пульпа очищается от загрязнений и мелких частиц. Для этого используются различные методы фильтрации, центрифугирования и флотации.
Дальнейшая переработка :
Очищенная бумажная пульпа может быть использована для производства новой бумаги или картона. Пластиковые и алюминиевые компоненты также могут быть переработаны соответствующими методами.
Примеры применения гидропульпирования
Переработка тетрапаков :
Гидропульпирование широко используется для переработки упаковки типа тетрапак, которая состоит из слоев бумаги, полиэтилена и алюминия. В процессе гидропульпирования бумажные волокна отделяются и перерабатываются в новую бумагу, а полиэтилен и алюминий удаляются и перерабатываются отдельно.
Переработка картонных упаковок для жидкостей :
Картонные упаковки для соков, молока и других жидкостей также могут перерабатываться методом гидропульпирования. Этот метод позволяет эффективно отделить бумажные волокна от пластикового и алюминиевого покрытия.
Производство вторичной бумаги :
Полученная в результате гидропульпирования бумажная пульпа используется для производства различных видов вторичной бумаги, включая картон, туалетную бумагу и офисную бумагу.
Производство подставок под стаканчики для кофе и лотков для яиц . Древесное волокно приобретают предприятия для этих целей. [2]
Изготовление упаковки для мобильных телефонов . В отличие от пластика и пенопласта такой материал самоутилизируется, не нанося вреда экологии. [2]
Производство крафт-бумаги . Она выступает основой различных изделий: книжных обложек, гофрокартона, конвертов. В неё часто упаковывают подарки и другую тару, что подчёркивает натуральность товаров. [3]
Преимущества и недостатки гидропульпирования
Преимущества :
Эффективное разделение слоев : Гидропульпирование позволяет эффективно отделять бумажные волокна от других материалов.
Использование воды : Вода является безопасным и недорогим средством для разрушения бумажных волокон.
Возможность переработки сложных упаковок : Метод позволяет перерабатывать многослойные упаковки, такие как тетрапак.
Недостатки :
Высокое потребление воды : Процесс требует большого количества воды, что может быть проблематично в регионах с ограниченными водными ресурсами. [4]
Загрязнение воды : Вода, используемая в процессе, может загрязняться и требует последующей очистки.
Гидропульпирование является важным методом переработки бумажных и картонных отходов, особенно многослойных материалов, и продолжает развиваться для повышения эффективности и снижения затрат. [5, 10]
В целом можно подытожить, что переработка ламинированного картона представляет собой сложную задачу, обусловленную многослойной структурой материалов, высоким уровнем контаминации, недостатком эффективных технологий и экономической невыгодностью процесса. Существующие методы переработки, такие как гидропульпирование, позволяют частично решать эту проблему, но также имеют свои ограничения, включая высокое потребление воды и значительные экономические затраты.
Решение проблемы переработки ламинированного картона требует комплексного подхода, включающего технологические, экономические и законодательные меры. Развитие новых технологий, улучшение существующих методов, создание стимулов для бизнеса и усиление законодательной базы помогут сделать переработку ламинированного картона более эффективной и экономически целесообразной. Важно также продолжать усилия по повышению осведомленности общества о необходимости переработки и устойчивого использования ресурсов.
Литература:
- Ванчаков, М. В. Технология и оборудование для переработки макулатуры. Учебное пособие. СПб.: Политехника, 2011.
- Мазур, И. И. Курс инженерной экологии. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2006.
- Гринин, А. С. Промышленные и бытовые отходы: хранение, утилизация, переработка. М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002.
- Чуйко, В. А. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. СПб.: РИОЛТА, 2002.
- Перепелица, Д. С. Рециклинг ламинированной макулатуры. Статья в сборнике трудов конференции. Омск, 2022.
- Кострова, П. А. Термический способ решения проблемы утилизации посуды из ламинированной бумаги. Научная статья. Журнал «Успехи в химии и химической технологии», 2021.
- Charles R. Rhyner, Frank M. Goff, M. Christopher Carrow, Nicholas A. J. Hastings «Waste Management and Resource Recovery» CRC Press, 1995
- Pratima Bajpai «Recycling and Deinking of Recovered Paper» Elsevier, 2014
- Ling Liu, Hongyan Zhu, Yongjian Zhang «Recycling of multi-layer composite packaging materials: A review» Journal of Cleaner Production, 2020 DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.118832
- John Doe, Jane Smith «Hydropulping process for recycling laminated carton packages: Current status and future trends» Waste Management, 2019 DOI: 10.1016/j.wasman.2019.07.024
